[發(fā)明專利]一種模擬透水混凝土層的試驗裝置及方法

有效

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• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN108489881B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 張炯;佘蕊;代朝霞;魏書齋;崔新壯;明瑞平;馬國棟
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N15/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發(fā)明公開了一種模擬透水混凝土層的試驗裝置及方法，它解決了現(xiàn)有技術中不能直觀地觀察透水混凝土內(nèi)部堵塞顆粒的運移和堵塞演變過程的問題，利用堆積聚丙烯酸鈉小球模擬透水混凝土試件進行實驗研究，可以對試件進行可視化，更加直觀的觀察試件內(nèi)部堵塞的發(fā)展進程和堵塞顆粒的運移情況；其技術方案為：包括透明水槽，所述透明水槽的頂部具有頂板；所述透明水槽中設置多層金屬網(wǎng)，放置于透明水槽內(nèi)部不同層的聚丙烯酸鈉小球經(jīng)金屬網(wǎng)壓縮形成不同粒徑、不規(guī)則間隙的球體，以模擬透水混凝土集料。

技術領域

本發(fā)明涉及土木工程領域，尤其涉及一種模擬透水混凝土層的試驗裝置及方法。

背景技術

我國于2014年開始的“海綿城市”建設中廣泛應用透水混凝土路面來緩解城市防澇壓力。采用透水混凝土路面結構有助于改善道路的設計，從而使降雨不產(chǎn)生或盡量少產(chǎn)生地表徑流。與傳統(tǒng)混凝土相比，透水混凝土只含少量細骨料或幾乎不含細骨料，在其結構內(nèi)部含有大量相互貫通的孔隙，孔隙率通常在15％～30％之間。

透水混凝土路面的堵塞引起滲透性降低，是其主要病害之一。目前對于顆粒物隨雨水入滲的引起堵塞雖有一些研究，但都是基于真實的透水混凝土試件，結合電導率測試，來進行堵塞模擬試驗，研究透水路面的堵塞機理。但這樣的方法并不能直觀地觀察透水混凝土內(nèi)部堵塞顆粒的運移和堵塞演變過程。

綜上所述，現(xiàn)有技術中對于如何直觀地觀察透水混凝土內(nèi)部堵塞顆粒的運移和堵塞演變過程的問題，尚缺乏有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種模擬透水混凝土層的試驗裝置及方法，利用堆積聚丙烯酸鈉小球模擬透水混凝土試件進行實驗研究，可以對試件進行可視化，更加直觀的觀察試件內(nèi)部堵塞的發(fā)展進程和堵塞顆粒的運移情況。

本發(fā)明采用下述技術方案：

一種模擬透水混凝土層的試驗裝置，包括透明水槽，所述透明水槽的頂部具有頂板；所述透明水槽中設置多層金屬網(wǎng)，放置于透明水槽內(nèi)部不同層的聚丙烯酸鈉小球經(jīng)金屬網(wǎng)壓縮形成不同粒徑、不規(guī)則間隙的球體，以模擬透水混凝土集料。

進一步的，所述頂板為帶孔鋼板。

進一步的，多層金屬網(wǎng)的網(wǎng)格間隙不同。

進一步的，所述透明水槽的一側靠上位置設有進水口，其另一側靠下位置設有出水口。

進一步的，所述進水口和出水口安裝有閥門。

進一步的，所述透明水槽為玻璃材質(zhì)。

一種模擬透水混凝土層的方法，包括以下步驟：

步驟(1)計算某一體積透水混凝土塊在特定孔隙率下所需的聚丙烯酸鈉小球體積；

步驟(2)利用排水法得到所述體積的聚丙烯酸鈉小球；

步驟(3)將若干聚丙烯酸鈉小球放入透明水槽中，使用金屬網(wǎng)對所述體積下的聚丙烯酸鈉小球進行壓縮，使聚丙烯酸鈉小球完全填充在預設透水混凝土塊的體積下；

步驟(4)進行透水混凝土的堵塞模擬試驗。

進一步的，所述步驟(3)中，使用金屬網(wǎng)壓縮聚丙烯酸鈉小球時控制聚丙烯酸鈉小球的孔隙率與透水混凝土塊一致。

進一步的，選擇單一粒徑或多種粒徑組合形式的聚丙烯酸鈉小球模擬透水混凝土層。

進一步的，所述步驟(4)中，試驗時配置高清相機，高清相機記錄的數(shù)據(jù)采用圖形處理技術進行分析。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：